申请日2012.08.08
公开(公告)日2012.10.31
IPC分类号C02F3/28
摘要
低碳污水处理用碳源富集装置及富集方法，装置包括池体及池体上的进水口、出水口、排泥口;与出水口对应在池体内设有出水堰;其特征是：池体内中部设置有筒状的导流装置，该导流装置上部设置进水端，该进水端通过进水管道与池体的进水口连通;导流装置底端设为开口朝下的出水端，该出水端正下方设置导流反射部件，导流反射部件的顶面为导流反射工作面，该导流反射工作面为一顶点朝上的圆锥面，该圆锥面与所述导流装置同轴设置，圆锥面底端的直径大于导流装置出水端的直径。其通过反射部件将进水向上反射形成向上的水流，带动污泥向上并形成悬浮的污泥层，通过该悬浮的污泥层实现碳源富集，不用外加碳源，即可实现反硝化脱氮。
权利要求书
1.低碳污水处理用碳源富集装置，包括池体及设置在池体上部的进水口、 出水口，设置在池体下部的排泥口;与所述出水口对应在池体内设有出水堰; 其特征是：所述池体内中部设置有筒状的导流装置，该导流装置上部设置进水 端，该进水端通过进水管道与池体上的进水口连通;导流装置的底端设为开口 朝下的出水端，该出水端的正下方设置一固定的导流反射部件，所述导流反射 部件的顶面为导流反射工作面，该导流反射工作面为一顶点朝上的圆锥面，该 圆锥面与所述导流装置同轴设置，圆锥面底端的直径大于导流装置出水端的直 径。
2.根据权利要求1所述的低碳污水处理用碳源富集装置，其特征是：所述 的导流装置内部设置三段导流腔，三段导流腔沿上下方向同轴依次顺序密封连 接，三段导流腔沿从上到下的方向分别记为第一导流腔、第二导流腔、第三导 流腔;
第一导流腔为直圆柱形腔;
第二导流腔为锥形腔，且顶端直径小于底端直径;其顶端直径等于第一导流 腔的直径;
第三导流腔也为锥形腔，顶端直径大于底端直径，其顶端直径等于第二导流 腔的底端直径;
导流装置的进水端设置在所述第一导流腔上。
3.根据权利要求2所述的低碳污水处理用碳源富集装置，其特征是：所述 池体内底部与所述出水口对应设有刮泥机，所述刮泥机的中心传动主轴穿过所 述的导流装置的中心处，刮泥机的电机部分设置在导流装置的顶端。
4.低碳污水处理用碳源富集方法，其特征是，包括以下步骤：
a)、在池体内设置带有反硝化菌种的生物活性污泥;
b)、低碳源浓度的废水进入设置在池体内的导流装置，经导流装置改变流态 后，由导流装置的出水端流出，经导流反射部件的反射形成向上的水流，导流 反射部件的反射工作面为顶点在上的圆锥面;
c)、由反射向上的水流带动池体内的生物活性泥向上，并逐渐的，在池内形 成一层悬浮的沉淀物记为反应泥层;
d)、经导流反射部件反射向上的水流对步骤c)中形成的所述反应泥层起到 承托作用，并与所述反应泥层形成碰撞，在布朗运动下，碳源通过所述反应泥 层截留，使所述反应泥层内碳源浓度高于进水浓度，实现碳源富集，反硝化菌 种在所述反应泥层内高速繁殖，进行反硝化脱氮。
5.根据权利要求4所述的低碳污水处理用碳源富集方法，其特征是，所述 导流装置内部设置三段导流腔，三段导流腔沿上下方向同轴依次顺序密封连接， 三段导流腔沿从上到下的方向分别记为第一导流腔、第二导流腔、第三导流腔; 导流装置的进水端设置在所述第一导流腔上;
第一导流腔为直圆柱形腔;所述第一导流腔内水的流速为0.5-1.2毫米/秒;
第二导流腔为锥形腔，且顶端直径小于底端直径;其顶端直径等于第一导流 腔的直径;第二导流腔将水的流速0.5-1.2毫米/秒变速至0.3-0.5毫米/秒;
第三导流腔也为锥形腔，顶端直径大于底端直径，其顶端直径等于第二导流 腔的底端直径;
水经所述第三导流腔底端至所述的导流反射部件后形成的上升流速0.05-0.1 毫米/秒。
6.根据权利要求根据权利要求5所述的低碳污水处理用碳源富集方法，其 特征是，水经所述第三导流腔底端至所述的导流反射部件后形成的上升流速为 均匀等速。
7.根据权利要求4所述的低碳污水处理用碳源富集方法，其特征是，步骤c) 中形成的反应泥层的厚度为2~3米。
8.根据权利要求4-7所述的任意一种低碳污水处理用碳源富集方法，其特征 是，所述的反应泥层为网扑架桥形成的遵循STOCKS定律的沉淀物。
9.根据权利要求8所述的低碳污水处理用碳源富集方法，其特征是，所述 反应泥层的污泥龄为30~50日。
说明书
低碳污水处理用碳源富集装置及富集方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理装置及方法，尤其是低碳污水处理时所用的碳 源富集装置及富集方法。
背景技术
目前针对碳源缺乏的废水(碳源缺乏是指废水中的本身碳源缺乏、或者 由于污水处理工艺设计不合理过度消耗碳源导致碳源缺乏，及工业废水中存 在很多具有生物毒性的有机物并不能被生物利用导致的碳源缺乏)，如果碳源 浓度过低无法实现反硝化脱氮。要实现脱氮，首先得提高废水中碳源浓度。 而提高碳源浓度都是采用外加碳源的方式，使池内成为均质的高浓度碳源的 水，实现反硝化脱氮。该外加碳源的方式势必增加水处理的成本。
如果能在池内局部空间富集碳源，提高碳源浓度，实现反硝化脱氮，就 不必再外加碳源，有利于降低能耗，降低水处理的成本，减少污泥量的产生。 因此目前有待于开发一种能够在池内局部空间富集碳源实现反硝化脱氮的装 置及方法，以替代外加碳源的方式。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种低碳污 水处理用碳源富集装置及富集方法，通过形成悬浮的污泥层实现碳源富集， 其不必外加碳源，即可对低碳废水进行反硝化脱氮处理，能耗低。
为实现上述发明目的，本发明提供的低碳污水处理用碳源富集装置，包 括池体及设置在池体上部的进水口、出水口，设置在池体下部的排泥口;与 所述出水口对应在池体内设有出水堰;所述池体内中部设置有筒状的导流装 置，该导流装置上部设置进水端，该进水端通过进水管道与池体上的进水口 连通;导流装置的底端设为开口朝下的出水端，该出水端的正下方设置一固 定的导流反射部件，所述导流反射部件的顶面为导流反射工作面，该导流反 射工作面为一顶点朝上的圆锥面，该圆锥面与所述导流装置同轴设置，圆锥 面底端的直径大于导流装置出水端的直径。
该碳源富集装置的优选方案：所述的导流装置内部设置三段导流腔，三 段导流腔沿上下方向同轴依次顺序密封连接，三段导流腔沿从上到下的方向 分别记为第一导流腔、第二导流腔、第三导流腔;
第一导流腔为直圆柱形腔;
第二导流腔为锥形腔，且顶端直径小于底端直径;其顶端直径等于第一导 流腔的直径;
第三导流腔也为锥形腔，顶端直径大于底端直径，其顶端直径等于第二导 流腔的底端直径;
导流装置的进水端设置在所述第一导流腔上。
该碳源富集装置的优选方案：所述池体内底部与所述出水口对应设有刮泥 机，所述刮泥机的中心传动主轴穿过所述的导流装置的中心处，刮泥机的电 机部分设置在导流装置的顶端。
本发明提供的低碳污水处理用碳源富集方法，包括以下步骤：
a)、在池体内设置带有反硝化菌种的生物活性污泥;
b)、低碳源浓度的废水进入设置在池体内的导流装置，经导流装置改变流 态后，由导流装置的出水端流出，经导流反射部件的反射形成向上的水流， 导流反射部件的反射工作面为顶点在上的圆锥面;
c)、由反射向上的水流带动池体内的生物活性泥向上，并逐渐的，在池内 形成一层悬浮的沉淀物记为反应泥层;
d)、经导流反射部件反射向上的水流对步骤c)中形成的所述反应泥层起 到承托作用，并与所述反应泥层形成碰撞，在布朗运动下，碳源通过所述反 应泥层截留，使所述反应泥层内碳源浓度高于进水浓度，实现碳源富集，反 硝化菌种在所述反应泥层内高速繁殖，进行反硝化脱氮。
该碳源富集方法中，优选的，所述导流装置内部设置三段导流腔，三段导 流腔沿上下方向同轴依次顺序密封连接，三段导流腔沿从上到下的方向分别 记为第一导流腔、第二导流腔、第三导流腔;导流装置的进水端设置在所述 第一导流腔上;
第一导流腔为直圆柱形腔;所述第一导流腔内水的流速为0.5-1.2毫米/秒;
第二导流腔为锥形腔，且顶端直径小于底端直径;其顶端直径等于第一导 流腔的直径;第二导流腔将水的流速0.5-1.2毫米/秒变速至0.3-0.5毫米/秒;
第三导流腔也为锥形腔，顶端直径大于底端直径，其顶端直径等于第二导 流腔的底端直径;
水经所述第三导流腔底端至所述的导流反射部件后形成的上升流速 0.05-0.1毫米/秒。
更优选的，水经所述第三导流腔底端至所述的导流反射部件后形成的上升 流速为均匀等速。
优选的，步骤c)中形成的反应泥层的厚度为2~3米。
优选的，所述的反应泥层为网扑架桥形成的遵循STOCKS定律的沉淀物。
优选的，所述反应泥层的污泥龄为30~50日。
本发明的有益效果是：该种碳源富集装置及富集方法通过导流装置形成 一定上升流速的进水层，并在进水层上形成悬浮的活性污泥层，通过该活性污 泥层实现碳源富集，动态的活性可选择泥层解决了选择性与碳源富集沉淀的 技术问题。对于初期一效硝化与反硝化起到关键作用。该碳源富集装置中， 所述反应泥层内的碳源浓度可达到导流装置进水中碳源浓度的3~6倍，总TOC 浓度在进水为50-100mg/l反应泥层中总TOC浓度可提高至150-600mg/l;从 而也有利于降低能耗。由于不用外加碳源，所以也对减少污泥量起到重要作 用。此外，整层的悬浮的活性污泥层提高了碳源富集的效率及污水脱氮处理 的效率。
此外，该碳源富集装置通过现有污水处理厂的沉淀池改造即可实现，节 省资源与能源。